(一)水体中污染物的存在形态
水体中污染物可能是溶解态,也可能存在于悬浮颗粒物中,它们的生物活性和毒性是大不相同的。就是可溶态的金属,以简单络合离子或简单无机络合物形式存在就比复杂稳定的络合物毒性要大。因此,在水分析中常常需要将待测成分中溶解的和悬浮状态的含量区分开。分离的方法主要有自然澄清法、离心沉降法和过滤法。前两种方法分别借用重力和离心力使悬浮颗粒物和水相分开,取上层清液作为分析用水样;后一种方法则是用红带定量滤纸或G4烧结玻璃滤器过滤,取滤液作为分析用水样。目前世界上普遍采用0.45μm微孔滤膜过滤水样,以分别测定水中成分的可滤态、悬浮态和总量。
水样中能通过孔径0.45μm滤膜的部分,过去称之为可溶态。但是能通过0.45μm滤膜的不仅有待测成分的真溶液,还有微小的胶体粒子,因此用“可滤态”比用“可溶态”更为确切;水样通过0.45μm滤器过滤被阻留在滤器上的那部分,称为不可滤态或悬浮态;可滤态加上不可滤态即得水样被测成分的总量。
一般说来,废水排放标准所要求的是测量金属总量,其他许多污染物也要求测定总量;要测可滤态成分应在现场采样后,立即通过0.45μm微孔滤膜过滤,并将滤液用酸酸化至pH=1~2保存。这里以测可滤态金属为例,强调过滤操作应注意以下4点:
(1)要用0.45μm的微孔滤膜作过滤材料,因为不同孔径的过滤材料能通过质点的大小是不同的,对测定结果有显著影响。
(2)要立即过滤,因为水样存放会导致金属的水解沉淀或因吸收二氧化碳等酸性气体而改变了水样的pH值,就会使颗粒物上的金属解吸,从而改变了可滤金属的浓度。
(3)先过滤后酸化,不能先酸化后过滤。因为先酸化将使悬浮颗粒物上吸附的金属解吸下来,进入溶液,这样测得可滤金属比实际水体中存在的要高。
(4)测可滤金属不能在过滤前将样品冰冻保存。因为冰冻时,可溶金属相对浓集在未冻的溶液中,最后集中在冻块的中心,就可能发生不可逆的水解或聚合等反应;另外在冰冻时还可能导致生物体细胞的破裂,使生物体中的元素进入可过滤部分。
(二)过滤介质的选择
在水质分析中经常使用的过滤介质有滤纸、烧结玻璃、玻璃纤维膜、有机微孔滤膜。不同过滤介质的孔径是不同的,也就是说能通过的最大粒径的质点,或者被过滤介质截留住的最小粒子是不同的。表4-1列出了不同过滤介质的孔径尺寸。
表4-1 不同过滤介质的平均孔径
一般根据悬浮颗粒物的粒径粗细用型号不同的滤器、滤纸和滤膜,以颗粒物不穿滤为原则,尽可能选择滤速快的滤器和滤材。(www.xing528.com)
对中性、弱酸性和弱碱性溶液,可以用滤纸过滤。强酸、强碱和氧化性溶液,不能用滤纸过滤。滤纸有定量滤纸和定性滤纸两种。定量滤纸用盐酸和氢氟酸处理,并经蒸馏水洗涤,灰分低。定性滤纸只经盐酸处理,灰分较多,不能用于重量分析。我国GB/T 1914—1993对各类化学分析滤纸都作了明确规定。国产定量滤纸的型号与性质见表4-2。
表4-2 国产定量滤纸的型号及性质
强酸(氢氟酸除外)或强氧化性溶液可以用砂芯玻璃滤器过滤分离,但强碱性溶液不能用滤器过滤。玻璃滤器是利用玻璃粉末烧结制成的多孔性滤片,再焊接在膨胀系数相近的玻璃壳上,按滤片的平均孔径大小分成5个号,用以过滤不同的沉淀物。
滤膜是利用有机高分子(塑料、纤维素)制成的一种具有无数微孔的过滤器。有机微孔滤膜用于过滤可滤态金属有如下优点:
(1)孔径相对较小而且均匀,可几孔径占的比例大,公称孔径0.45μm,过滤水样测得金属含量符合目前国内外关于可滤态金属的定义。
(2)孔隙率高(一般微孔占膜总体积的80%左右),在1cm2膜上有几百万个微孔,故过滤速度快。
(3)滤膜薄且为惰性材料,一般待测金属不会因吸附作用而损失。
(4)滤膜为有机材料,容易制得相当纯的纤维素,因而所含金属杂质很少,过滤水样时不会对待测金属引起沾污。
表4-3列出了国内外常用的微孔滤膜的种类、型号。一般可根据其型号选择合适公称孔径的滤膜,如0.2、0.45、0.8、1.2μm等。混合纤维素是指醋酸纤维素和硝酸纤维素的混合纤维素膜,能耐稀酸、稀碱,适用于水溶液、油类的过滤,但不耐有机溶剂,在水样过滤中多用这种滤膜。聚四氟乙烯膜能耐酸、碱溶剂及耐温,但价格较贵。
表4-3 国内外常用微孔滤膜的型号
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